Il Laboratorio di materiali e strutture intelligenti è forma parte del Polo Universitario di Latina dell'Università degli studi di Roma "La Sapienza" con sede a Cisterna di Latina e svolge attività di ricerca su prototipi di strutture intelligenti in collaborazione con i Dipartimenti di Ingegneria strutturale e Geotecnica, Ingegneria elettronica, Ingegneria meccanica, Ingegneria aeronautica e Scienze di base e applicate per l'Ingegneria ed il Centro internazionale di ricerca per la Matematica & Meccanica dei Sistemi Complessi dell'Università degli Studi dell'Aquila.

Le sedi[modifica | modifica sorgente]

Le attività del Laboratorio si svolgono su due sedi: la prima collocata nell'ala est del cinquecentesco Palazzo Caetani a Cisterna di Latina -- fornita di centro di calcolo, laboratori per misure meccaniche di precisione, ed una sala per convegni e lezioni—l'altra, collocata in un edificio antistante la stazione ferroviaria, ospita i laboratori per la realizzazione di circuiti stampati e un convitto per studenti e ricercatori.

Attività di studio e progettazione[modifica | modifica sorgente]

Accoppiando strutture leggere, quali pannelli e travi, con sistemi di trasduttori piezoelettrici interconnessi tra loro tramite circuiti elettronici, i trasduttori fungono, contemporaneamente, da sensori e da attuatori, permettendo la conversione fra energia meccanica ed elettrica, mentre i circuiti elettronici permettono di gestire tale trasferimento di energia, interrogando i sensori, elaborando i segnali e fornendo potenza per l'attuazione.

Una tipica applicazione si ha, ad esempio, nella progettazione di sistemi di insonorizzazione dell'abitacolo di un aereo o di un elicottero. In tal caso occorre filtrare le frequenze della banda acustica presenti nei pannelli, i quali sono sottoposti sia alla pressione associata al flusso aerodinamico, sia alle sollecitazioni dovute alle vibrazioni del motore o del rotore dell'apparecchio.

Ancora, il flutter dei pannelli dell'ala o della pala di un rotore è contraddistinto da condizioni di instabilità che insorgono allorché la velocità del flusso raggiunge il valore critico. È possibile innalzare tale valore, modificando la rigidezza della struttura, variando la tensione elettrica applicata agli elementi piezoelettrici.

Altro tema di interesse applicativo è l'identificazione del danno strutturale e la progettazione di sistemi intelligenti capaci di automonitorare l'evoluzione dei propri parametri costitutivi.

Collaborazioni internazionali[modifica | modifica sorgente]

Il Laboratorio collabora con università ed istituzioni internazionali.

Con il Virginia Institute of Technology esiste una lunga e fruttuosa collaborazione che ha prodotto un brevetto (U.S. 6.546.316) e diverse pubblicazioni.

Con il Laboratoire d’Études Mécaniques des Assemblages CNRS e Università di Versailles Saint Quentin en Yvelines, nella figura del professor J. Pouget, vengono gestite tesi di dottorato inerenti ai temi di ricerca del laboratorio e che comportano molte pubblicazioni scientifiche.

Con lo Institute of Fluid Science, Tohoku University è attiva una collaborazione nell'ambito del controllo del rumore e della realizzazione di ceramiche piezoelettriche.

Con lo Institute of Fundamental Technological Research, Accademia polacca delle scienze, è attiva una collaborazione nell'ambito dell'identificazione del danno strutturale.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • F.dell'Isola, S.Vidoli, Continuum Modelling of Piezo-electro-mechanical Truss Beams, an Application to Vibration Dumping, Archive of Applied Mechanics, Vol.68, pp. 1–19, (1998).
  • F.dell'Isola, S.Vidoli, Bending-Waves Damping in Truss Beams by Electrical Transmission Line with PZT Actuators to appear in Archive of Applied Mechanics, (1998).
  • S.Vidoli, F.dell'Isola, Modal Coupling in One-dimensional Electromechanical Structured Continua, Acta Mechanica, (1999).
  • S.Vidoli, F.dell'Isola, Vibration Control in Plates by Uniformly Distributed Actuators Interconnected Via Electric Networks, European Journal of Mechanics A/Solids, 20 (3), pp. 435–456, (2001).
  • F.dell'Isola, F.Vestroni, S.Vidoli, A Class of Electro-Mechanical Systems, Linear and Nonlinear Mechanics, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 40 (1), pp. 47–71 (2002).
  • F.dell'Isola, M.Porfiri,S.Vidoli, Piezo-Electro-Mechanical (PEM) Structures, Passive Vibration Control Using Distributed Piezoelectric Transducers, C. R. Mecanique 331, (2003).
  • F.dell'Isola, E.Henneke, M.Porfiri, Synthesis of Electrical Networks Interconnecting PZT Actuators to Damp Mechanical Vibrations, International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics in honor of professor K.Miya, Maggio 13-16, Tokyo, Giappone, (2003).
  • F.dell'Isola, E.Henneke, M. Porfiri, Piezo-electro-mechanical Structures: a Survey of Basic Concepts and Methodologies, n Proc. SPIE Smart Structures and Materials, Smart Structures and Integrated Systems, Volume 5056, pp. 574–582, (2003).
  • C.Maurini, J.Pouget, F.dell'Isola, On a Model of Layered Piezoelectric Beams Including Transverse Stress Effect, International Journal of Solids and Structures 41, pp. 4473–4502, (2004).
  • S.Alessandroni, U.Andreaus, F.dell'Isola, M.Porfiri, A Passive Controller for Multimodal Vibrations of Thin Plates, Computers and Structures, 83, pp. 1236–1250, (2005).
  • C.Maurini, M.Porfiri, J.Pouget, Numerical and Experimental Methods for Modal Analysis of Stepped Piezoelectric Beams, (2005).
  • F.dell'Isola, D.del Vescovo, C.Maurini, M.Porfiri, Passive Electric Damping of Structural Vibrations Through Distributed Piezoelectric Coupling, Critical Analysis and Experimental Validation, ISEM 2003, International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics, Maggio 14-16, Versilles, France, (2003).
  • F.dell'Isola, F.Vestroni, S.Vidoli, Structural Damage Detection by Distributed Piezoelectric Transducers and Tuned Electric Circuits, Research in Nondestructive Evaluation 16 (3), 101-118, (2005).
  • C.Maurini, J.Pouget, S.Vidoli, Distributed Piezoelectric Actuation of a Bistable Buckled Beam, sottomesso per la pubblicazione su Journal of Applied Mechanics, (2006).
  • M.Porfiri, Synthesis of Electric Networks Interconnecting PZT Actuators to Efficiently Damp Mechanical Vibrations, Master of Science in Engineering Science and Mechanics, Virginia Institute of Technology, Blacksburg VA, USA, (2000).

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

  • Fondazione per lo sviluppo della Cultura Scientifica "Tullio Levi Civita" [1]
  • Centro internazionale di ricerca per la Matematica & Meccanica dei Sistemi Complessi [2]
  • Laboratorio di strutture e materiali intelligenti [3]
  • Laboratorio di sminamento umanitario [4]

Istituzioni estere

  • Institute of Fluid science, Tohoku University [5]
  • Institute of Fundamental Technological Research [6]
  • Université de Versailles/Saint-Quentin-en-Yvelines [7]
  • Virginia Institute of Technology [8]

Fonti[modifica | modifica sorgente]



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